VFD ve Servo Sürücüler Arasındaki Fark Nedir?

21. yüzyıldan bu yana, Endüstri 4.0 ve Çin Malı 2025'in yükselişiyle birlikte şu soru sıklıkla soruluyor: "Servo ve frekans invertörü arasındaki fark nedir?" Endüstriyel kontrol hakkında. Daha sonra yazar aşağıdaki bazı yönleri karşılaştıracaktır. Anlaşılmaz bir açıklama varsa lütfen kusura bakmayın.

İnverter VS Servo sürücü

Tanımdan anlama

Her şeyden önce, tanım gereği invertör, güç yarı iletken cihazının açma/kapama fonksiyonunu kullanarak güç frekanslı güç kaynağını başka bir frekansa dönüştüren bir güç kontrol cihazıdır; yumuşak başlatma, değişken fonksiyonlarını gerçekleştirebilir. frekans hızı regülasyonu, çalışma doğruluğunu artırın ve AC asenkron motorun güç faktörünü değiştirin.

Frekans invertörü, değişken frekanslı motoru ve ortak AC motoru çalıştırabilir; esas olarak motor hızının regülatörü olarak görev yapar.

Servo sistemi, bir nesnenin çıkış kontrollü miktarının, giriş hedefindeki (veya belirli bir değerdeki) keyfi değişikliği takip etmesini sağlayan otomatik bir kontrol sistemidir. Ana görev, kontrol komutunun gereksinimlerine göre gücü büyütmek, dönüştürmek ve kontrol etmektir, böylece tahrik cihazının tork, hız ve konum kontrolü çok esnek ve kullanışlı olur.

Servo Sistem

Servo sistemi, kullanılan tahrik bileşenlerinin tipine göre elektromekanik servo sistemi, hidrolik servo sistemi ve pnömatik servo sistemi olarak ayrılabilir. En temel servo sistemler, servo aktüatörleri (motorlar, hidrolik silindirler), geri bildirim bileşenlerini ve servo sürücüleri içerir. Servo sistemin sorunsuz çalışmasını istiyorsanız servo sürücüye talimat gönderebilmek için daha üst düzey bir mekanizmaya, PLC'ye ve özel bir hareket kontrol kartına, endüstriyel bilgisayar + PCI kartına ihtiyacınız vardır.

Genel olarak, ikisi arasındaki tanım farklılıkları esas olarak tek bir cümleyle özetlenir: İnvertör hız kontrolü içindir ve servo konum kontrolü içindir.

İnverter hız kontrolü içindir ve servo pozisyon kontrolü içindir

Motordan Anlamak

Senkron AC servo motor, asenkron motora göre daha karmaşık olmasına rağmen DC motora göre daha basittir. Statoru, asenkron motor gibi, stator üzerinde simetrik üç fazlı bir sargı ile donatılmıştır. Rotorlar farklıdır. Farklı rotor yapılarına göre elektromanyetik ve elektromanyetik olmayan olmak üzere iki türe ayrılırlar. Elektromanyetik olmayanlar manyetik histerezis, kalıcı mıknatıs ve reaktif olarak ikiye ayrılır. Bunlar arasında histerezis tipi ve reaktif senkron motorun düşük verimlilik, zayıf güç faktörü ve küçük üretim kapasitesi gibi dezavantajları vardır. Sabit mıknatıslı senkron motorlar genellikle CNC takım tezgahlarında kullanılır. Elektromanyetik tiple karşılaştırıldığında kalıcı mıknatıs, basit yapı, güvenilir çalışma ve yüksek verimlilik avantajlarına sahiptir; dezavantajı hacminin büyük olması ve başlangıç ​​özelliklerinin iyi olmamasıdır.

Bununla birlikte, kalıcı mıknatıslı senkron motor, DC elektrik gücü boyutundan yaklaşık 1/2 daha küçük, %60 daha hafif olabilen ve rotor ataletinin DC'nin 1/5'ine düşürülebilen yüksek artık mıknatıslanma ve yüksek zorlayıcı nadir toprak mıknatıslarını benimser. motor.

Kalıcı mıknatıslı senkron motor, asenkron motorla karşılaştırıldığında, uyarma kaybını ve buna bağlı başıboş kayıpları ortadan kaldırmak için yüksek mıknatıslı uyarma kullanır, dolayısıyla verimlilik yüksektir. Ayrıca elektromanyetik senkron motor için kolektör halkası ve fırça gerekmediği için mekanik güvenilirlik asenkron (asenkron) motorla aynıdır ve güç faktörü asenkron motorunkinden çok daha yüksektir, böylece Sabit mıknatıslı senkron motorun hacim oranı asenkrondur. Motor daha küçüktür. Bunun nedeni, düşük hızlarda, asenkron (asenkron) motorun görünür güce göre çok daha yüksek bir görünür güce sahip olmasıdır, çünkü güç faktörü düşüktür ve aynı aktif gücün çıkışı çok daha büyüktür.

Asenkron motorla karşılaştırıldığında kalıcı mıknatıslı senkron motor

Motorda dairesel dönen bir manyetik alan oluşturmak için, uyarma gerilimi Uf ile kontrol gerilimi UK arasında 90 derecelik bir faz farkı gereklidir. Yaygın yöntemler şunlardır:

1. 90 derecelik bir faz kayması oluşturmak için üç fazlı güç kaynağının faz voltajı ve hat voltajının kullanılması.
2. Üç fazlı güç kaynağının herhangi bir hat voltajının kullanılması.
3. Faz kaydırma ağı.
4. Uyarma aşamasındaki seri kondansatör.

Üç fazlı asenkron motor, 380V üç fazlı AC güç kaynağından (faz farkı 120 derece) beslenen bir motor türüdür. Üç fazlı asenkron motorun rotoru ile statorun dönen manyetik alanı aynı yönde ve farklı dönme hızlarında döndüğünden kayma oranı oluşur.

Üç fazlı asenkron motor

Teknik göstergelerden anlaşılması

Teknik göstergelerin karşılaştırılması konusunda yazar esas olarak aşağıdaki altı noktayı detaylandırıyor:

1. Farklı aşırı yükleme yetenekleri

Servo sürücü genellikle 3 kat aşırı yük kapasitesine sahiptir (ve şimdi birkaç servo üreticisi 3,5 katını yapabiliyor), bu da başlatma anında atalet yükünün atalet momentinin üstesinden gelmek için kullanılabilir ve invertör genel olarak 1,5 kat aşırı yüklemeye izin verir.

Servo sürücü genellikle 3 kat aşırı yük kapasitesine sahiptir

2. Kontrol hassasiyeti

Servo sistemin kontrol doğruluğu frekans dönüşümünden çok daha yüksektir. Genellikle servo motorun kontrol hassasiyeti, motor şaftının arka ucundaki enkoder tarafından garanti edilir. Piyasada yaygın olarak kullanılan kodlayıcılar, artımlı fotoelektrik kodlayıcılar ve mutlak değerli fotoelektrik kodlayıcılardır.

Kontrol hassasiyeti

3. Farklı uygulamalar

Frekans dönüşümü ve servo iki kontrol kategorisidir. Birincisi iletim kontrolü alanına, ikincisi ise hareket kontrolü alanına aittir. Birincisi, genel endüstriyel uygulamaların gereksinimlerini karşılamak, uygulama gereksinimlerinin yüksek olmaması ve düşük maliyet arayışıdır. Diğeri ise yüksek hassasiyet, yüksek performans ve yüksek yanıt arayışıdır.

Farklı uygulamalar

4. Farklı hızlanma ve yavaşlama performansı

Yüksüz koşullar altında, servo motor durma halinden 2000 dev/dak'ya kadar işlenir ve 20 ms'yi aşmaz. Motorun hızlanma süresi motor milinin ataletine ve yüke bağlıdır. Genellikle eylemsizlik ne kadar büyük olursa hızlanma süresi de o kadar uzun olur.

Farklı hızlanma ve yavaşlama performansı

5. Dinamik özellikler

Otomasyon uygulamalarında, servo sistemlerin genellikle daha yüksek kontrol hassasiyetiyle başa çıkması ve daha hafif hatalara daha hızlı yanıt vermesi gerektiğinden, yanıt ayarlama süresinin genellikle milisaniye, hatta Mikrosaniye düzeyinde daha kısa olması gerekir. Birçok servo ürün kHz seviyesine ulaşabilen hız tepki bant genişliğine sahiptir. Genel değişken frekanslı sürücü ürünlerinin aksine, bu frekans tepkisi bant genişliği genellikle yüzlerce Hz düzeyindedir.

Dinamik özellikler

Servolar sıklıkla yüksek hassasiyet ve yüksek dinamik yanıt gerektiren uygulamalarla karşı karşıya kaldığından, toplam yük nispeten hafif olacak ve toplam çıkış gücü genellikle onlarca kilovat aralığında olacaktır; bu, güçten daha iyidir. bulaşma. Değişken frekanslı tahrik sistemi çok daha küçüktür; ve ağır iş operasyon kontrol uygulamaları genellikle aşırı tepki özelliklerine sahip değildir. Genellikle eşzamansız dönüşüm gereksinimleri karşılayabilir.

Güç aralığı

Piyasadan anlayış

Yukarıdaki açıklamalar sayesinde invertör ile servo arasındaki farkı teknik düzeyde kesin olarak anlamamız gerekir. Daha sonra yazar, ikisi arasındaki farkı piyasa perspektifinden tartışmayı amaçlıyor.

Ülkemizde servo teknolojisi geç başlamış olmasına rağmen, servo motor, geri besleme cihazı ve kontrolörden oluşan servo sisteminin üzerinden ancak 50 yıl geçmiştir. Ancak Çin imalat sanayinin, ürün rekabet gücünü artırmada servo sistemlerin rolünün arttığını yavaş yavaş fark ettiği yadsınamaz. Servo sistemlere yönelik güçlü pazar talebi ortaya çıkmaya başlıyor. Yakın gelecekte servo sistemlerdeki yeni büyüme turunun bir başka "Çin invertörünün" tarihini yazmaya devam edeceğine inanıyorum. Bunu neden söylüyoruz? Analizin ana nedenleri şunlardır:

Öncelikle, Çin ekonomisinin genel biçiminin gelişmesiyle birlikte, takım tezgahları, elektronik özel ekipman, tıbbi ekipman, hibrit araçlar ve yeni enerji endüstrileri gibi servo kritik uygulama endüstrilerinin çoğu, insanlardan daha fazla iyileşme sağladı. #39;ın beklentileri ekonomik ve politik nedenlerden kaynaklanıyor. Bu endüstrilerin gelişimi doğrudan servo pazarında güçlü talebe yol açmış ve bu da birçok yerli servo markasının yükselişine yol açmıştır. Sanayileşme sürecinin hızlanmasıyla birlikte endüstriyel iyileştirme ve ithal ikamesi de servo ürünlerin yoğun kullanımını teşvik etti ve enerji tasarrufu ve üretim artışının etkileri giderek daha belirgin hale geliyor. Rüzgar enerjisi endüstrisindeki servo uygulama teknolojisinin ilk olgunluğunun, servoya yönelik enerji tasarrufu ve karbon azaltımına yönelik iş fırsatlarının, yüksek gerilim invertörlerine enerji tasarrufu ve emisyon azaltımının getirdiği fırsatlardan daha az olmadığını ima ettiğini belirtmekte fayda var.

İkinci olarak, en üst sektörde, kullanıcıların kullanım sürecinde değer verdiği stabilite, yanıt verme hızı ve doğruluk gibi en önemli faktörler, servo sistemin avantajlarıdır. Günümüzün giderek zorlaşan teknik gereksinimlerinde, kim en yüksek performansa sahip olursa olsun, kullanıcıların beğenisini kazanabilirse, fiyat artık servoların geliştirilmesini engelleyen belirleyici faktör değildir. En üst pazar şüphesiz servolar tarafından işgal ediliyor. İnvertör yalnızca nispeten düşük kaliteli bazı basit alanlarda rol oynar.

VEICHI servo sürücü

Eksik istatistiklere göre şu anda Çin'de onlarca servo ürün üreticisi bulunuyor. Servo alanındaki erişim eşiği her zaman alçak gerilim invertörleri alanındaki erişim eşiğinden daha yüksek olmuştur. Birçok üretici invertör teknolojisini temel alarak geliştirmiştir. Frekans dönüştürme teknolojisi, servo kontrol teknolojisine kadar genişletildi ve ustaca kullanıldı. Gelişmekte olan yedi stratejik endüstri arasında, makine endüstrisi iki üst düzey ekipman imalatını ve yeni enerji araçlarını oluşturuyor ve diğer beş stratejik gelişmekte olan endüstrinin de makine endüstrisinin desteğine ihtiyacı var. Bu açıdan bakıldığında imalatın gelişmesi servo gelişimi için de yeni fırsatları beraberinde getirecektir.

Servo ve invertör pazarındaki rekabetin anlaşılması

Yukarıda piyasa koşullarındaki farklılıktan bahsedildiğinden, piyasada bir miktar rekabet olması gerekir. Bazı açılardan, invertör ile servo arasındaki performans ve işlev farkından dolayı uygulama aynı değildir. Ana rekabet şu iki noktada yoğunlaşıyor:

Teknik içerik yarışması. Aynı alanda, alıcının teknik gereksinimleri yüksek ve karmaşıksa servo sistem seçilecektir. Aksi takdirde invertör ürünü seçilecektir.

Fiyat rekabeti. Çoğu alıcı maliyet konusunda endişe duyacaktır; genellikle teknolojiyi göz ardı ederler ve daha düşük maliyetli invertörü tercih ederler. Hepimizin bildiği gibi servo sistemin fiyatı neredeyse invertör ürününün birkaç katıdır.

Özet

Servo ve frekans dönüştürme teknolojisinin yukarıdaki karşılaştırması ürün perspektifine dayanmaktadır ve aralarındaki fark kısa bir paragrafta özetlenmiştir:

İnvertörün gücü büyüktür ve servo sürücünün gücü küçüktür;

Frekans dönüştürücü genellikle güç KW ile ifade edilir ve servo sürücü genellikle hız ve torku vurgular;

Frekans dönüştürücü hız kontrolü amaçlıdır, servo ise konum kontrolü amaçlıdır ve bunların kullanıldığı sahneler farklıdır;

İnvertör ve servo sürücü arasındaki fark

Sonuç olarak, endüstriyel uygulamalarda hız kontrolü ve tork kontrolü gereksinimleri genel amaçlı invertörlerde çok yüksek değildir. Sıkı konum kontrolü gereksinimleri durumunda, servo yanıt hızını gerçekleştirmek için akıllı AC servo sürücüler kullanılır. Frekans dönüşümünden çok daha büyüktür ve bazı hız hassasiyeti ve yanıt gereksinimleri, AC servo sürücü kontrolü için de faydalıdır. Yani değişken frekans kontrolünün hareketinin yerini neredeyse AC servo sürücü alabilir.

AC servo sürücü, modern endüstriyel otomasyon ve hareket kontrolünü destekleyen teknolojilerden biridir. Yüksek hız kontrolü, geniş hız aralığı, dinamik özellikleri ve yüksek verimliliği nedeniyle AC servo sürücü, takım tezgahlarında, baskı ekipmanlarında, paketleme ekipmanlarında, tekstil ekipmanlarında, kauçuk ve plastiklerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ekipman, elektronik yarı iletkenler, rüzgar enerjisi/güneş enerjisi, robot teknolojisi ve otomatik üretim hatları gibi yeni enerji kaynakları.